大跨度预应力混凝土连续箱梁线型控制施工监理工作探讨

2012-07-26朱秀军

铁道建筑 2012年11期

朱秀军

(乌鲁木齐铁建工程咨询有限公司，新疆乌鲁木齐 830026)

京沪高速铁路三标段内路网密集，涉及跨河、跨路、跨既有线施工连续梁较多，主要有(32+48+32)m，(40+56+40)m，(40+64+40)m，(48+80+48)m，(60+100+60)m等结构形式，特点是跨径种类多，施工时间紧，任务重，环境复杂，影响因素多，施工难度大。

大跨度连续梁主要采取支架现浇和挂篮悬臂浇筑两种施工方法。现场施工过程中对大跨度连续梁的线型控制最重要，好的线型控制才能保证高速铁路轨道的平顺性，满足运营舒适性的要求，同时控制好桥梁线型，也能使桥梁获得优美的外观。

1 线型施工质量控制

1.1 审核施工方案

监理单位要特别重视现浇连续梁的技术方案评审，严格审核桥梁监测单位资质，每个连续箱梁开工前，要求施工单位组织有关专家对连续梁施工方案进行专项方案评审，重点对连续梁线型控制方案进行审核，评审不通过的方案不得开工。为了做好桥梁线型监控，提供安全预警，并根据检测结果及时进行施工调整，确保线型符合设计要求，监理项目部要求施工单位对72 m以下的连续梁须委托进行线型监控技术咨询，对跨度72 m及以上的连续梁等特殊结构，要求施工单位必须委托具有桥梁监测专业资质单位进行点对点的线型监控，以确保桥梁线型得到最佳控制。

1.2 支架施工的线型控制

现浇箱梁支架的地基处理、支架搭设、支架预压、预拱度设置、混凝土浇注、预应力张拉工艺以及桥面混凝土标高、平整度控制等对箱梁的线型都有直接的关系，在施工中监理须做到重点控制。

1)地基处理

为了保证不因为地基的过大沉降影响箱梁的线型，在监理过程中要求所有支架法施工的现浇连续梁箱梁的地基都要进行严格处理。具体要求做到如下几点:①严格监理程序，严把地基处理、支架施工方案的审批关。连续梁的地基处理方案和支架设计方案都要求经过有资质的设计单位精确计算确定，并通过专家评审，再进行审批确认，不能单凭经验施工，盲目施工。②加大监理力度，要求现场监理严格督促施工单位按经过评审的方案进行地基处理，处理后的地基承载力要进行试验验证，满足方案设计要求方可进行支架搭设。对于软弱层较厚的地基，采用换填处理不能满足承载力要求，采用PC桩、钢管桩、灌注桩等方式处理。③强化过程监理控制，把好地基处理施工中每道质量关。在监理过程中重视基础混凝土垫层浇注质量，督促施工单位根据地形在基础范围内设置汇水坡和排水沟，避免由于现浇梁施工周期较长，因雨水浸泡造成地基基础下沉。

2)支架检查验收

支架的强度和刚度也是影响箱梁线型的重要因素，连续梁支架方案必须委托专业资质单位进行设计，并组织支架方案技术评审。监理进行支架检查验收，还应重点做好如下几点:①加强现场监控，严格按支架设计图施工。根据现场支架搭设实际情况，为了在混凝土施工中不出现过大的变形，建议适当增大支架安全系数，确保箱梁的线型。②加强支架搭设过程控制，监理工程师跟踪支架搭设每个阶段，首先认真进行钢管质量验收，不得使用不合格的钢管;支架搭设时做好跟踪检查，认真核对支架立管数量，检查立管间距，并核查支架立管与地基垫层或垫块的密贴情况以及支架碗扣连接的紧固情况，要求合理布设支架加密横杆和剪刀撑，增加支架的整体刚度。③严格进行支架检查验收，支架搭设完毕后，要求施工单位先自行验收，然后报监理单位验收，验收通过后才能进行堆载预压，验收时，着重安全检查，仔细核查支架立管连接质量和剪刀撑搭接情况，检查支架整体刚度，对支架整体稳定性进行验收。

3)支架预压

由于各种地基和支架的非弹性变形和弹性变形很难通过计算确定，所以模板的预拱度就很难通过计算确定，通过支架的预压消除支架非弹性变形，测出支架的弹性变形量，为模板设置预拱度提供数据。预压监控时要做到以下几点:①现场监理跟踪做好预压加载旁站工作，认真检查分级加载重量，如采用砂袋堆载时，应先见证预压测量每袋重量，然后检查支架上堆载砂袋数量，计算实际堆载重量，检查是否满足支架设计荷载要求，确保堆载重量不小于箱梁自重的1.2倍，以验证支架承载能力。②认真审核底板、腹板和翼缘板下的混凝土重量计算，要求施工单位对支架不同部位加以相应预压荷载，使预压的堆载与模拟混凝土施工时传给支架的荷载情况相吻合。③预压和卸载采用分级的方式，加载采用4级加载:0→25%→50%→100%→120%，卸载过程与加载相反［1-2］。每一级加/卸载荷载，要求测量监理工程师跟踪预压过程，并要求施工单位及时采集各测点的数据，绘制荷载—沉降曲线图，通过分析该曲线图，为模板立模和预拱度设置提供数据。④为了确保数据真实性、准确性，监理项目部要求测量监理工程师对每个特殊结构的加载预压进行全过程的见证观测，并按照规定频次进行平行观测。每级加载都要停顿，检查支架情况，且沉降观测数据无大的明显变化时，方可进行下一级加载，直至设计荷载。加至设计荷载后进行连续观测，直至连续3 d，每天变形量不超过2 mm，即判断为沉降基本稳定［3-4］。监理工程师应及时审核测量结果，认真分析预压沉降曲线图，根据沉降曲线判定沉降稳定情况。判定沉降已经稳定，方可准予施工单位卸载。这样支架通过预压，既检验支架的承载力，同时也消除了地基基础和支架的非弹性变形，并测量出支架的弹性变形量，为确定现浇梁模板的预设拱度提供了重要的依据。

4)预拱度设置

根据预压沉降曲线图确定的箱梁各个部位预拱度，调整支架标高按照设计要求设置模板的预拱度。最后由监理组织施工单位共同对模板各部位标高测量验收，验收合格后方可进行钢筋绑扎。

1.3 混凝土浇注

每次混凝土浇注前，要求施工单位报审混凝土浇筑方案，审核混凝土浇筑顺序、人员机械配备情况，以确保混凝土浇筑过程中支架结构受力对称均匀，从而避免支架变形对梁体线型产生影响。

连续梁混凝土浇筑时，监理单位和施工单位要组织骨干力量进行混凝土施工质量监控，严格控制原材料质量，并测试混凝土出机性能，加强现场坍落度、含气量、泌水率等拌合物性能检测，做好混凝土同条件标养试块，确保混凝土强度与设计相符，以免混凝土因强度等原因变形而与设计值产生偏差。加强支架沉降观测，检查支架稳定性，检查混凝土浇筑时预埋件定位偏差，并严格控制混凝土浇筑标高，控制好桥面平整度;同时加强现浇梁箱内和桥面的质量监控，检查施工机具和人员配备，核查浇注工艺，并监控混凝土振捣情况，是否出现跑模等现象，从而做好混凝土施工全方位监控。

1.4 预应力张拉

预应力张拉对现浇箱梁的线型也有重要影响，直接影响着线型控制中的弹性变形。监理过程中要认真检查预应力管道成孔质量，预应力孔道位置是否符合设计要求，在张拉施工前检查张拉千斤顶和油表校验情况，计算复核理论伸长值，保证应力有效控制。张拉施工时须进行全过程旁站，每一操作面上均需有监理人员进行盯控，预应力张拉施工要求做到左右对称，前后同步，严格控制张拉应力，并用张拉伸长值进行校核，伸长值不得超过计算伸长值的6%［4］。

1.5 桥面混凝土平整度控制

CRTSⅡ轨道板结构对桥面混凝土平整度要求非常高，桥面线性直接影响后轨道平顺性，也直接影响梁体线形观感质量。连续梁桥面设计复杂，坡面多，预埋件多，平整度要求高，这是监理控制另一重点。

桥面混凝土施工要求监理人员全过程旁站，在3.1 m加高平台处要求施工采用高频振动提浆机，一次性整体整平，不宜进行提浆整平的地方，则要求用2 mm粗油丝配合紧张器在两端模间绷紧直线，并在坡顶、坡脚部位精确焊接固定用钢筋，一方面保证了起坡点线型顺直和反水坡的角度;另一方面保证了加高平台外观质量。施工中要求施工单位安排有经验的人员专职收面，抹面人员先使用木抹子进行挫面，再用铁抹子进行收光。

2 梁体竖向变形监测

梁体竖向变形监测是线型控制的重要内容，下面以(40+72+40)m支架施工为例，简述监理对梁体竖向变形监测控制内容。

整联箱梁设计共分5个节段进行施工，即2个节段一(节段长度为35 m)、1个节段二(节段长度为37 m)、2个节段三 (节段长度为23.25 m)［1-2］，具体如图1。

图1 节段施工示意

各节段的施工顺序为:先施工节段一，节段一张拉压浆完成后，进行节段二混凝土的施工，节段二张拉压浆完成后，进行节段三混凝土的施工，最后进行贯通预应力束的张拉、压浆工作，完成全桥体系转换。

2.1 桥墩基础沉降监测

梁体高程基点设置在每个主墩顶的横隔梁位置的梁面上，此处高程受梁体施工和温度的影响较小，保证监测基准点的稳定性。基准点布置4个，以便基准点间相互校核以及作为备用点。

在桥梁施工过程中，应同时对桥墩的沉降变形进行连续观测，做好桥墩基础沉降监测。在连续梁施工期间，作用于桥墩的梁体荷载的加大，桥墩基础沉降的变形监测是线型控制的一项重要内容，直接影响成桥最终线型。在施工期间，测量监理应督促施工单位在测量支架变形的同时测量埋设在墩身左右侧的沉降观测标，为最终成桥线型验收提供数据。

2.2 梁段测点布置

梁段高程测点布置根据设计院提供的梁体在自重(含二期恒载)及预加应力荷载作用下产生的竖向位移值绘出梁体竖向位移曲线图，找出突变点，在位移突变的断面位置布设监测点。同时结合《京沪高速铁路沉降评估实施细则》中6.1.5第2条款“连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置”的原则，本梁段的高程监测点整联共布设在11个横断面上。

梁段高程测点布置在箱梁顶板上。在节段一和节段三梁段距离临空面前端10 cm处布设4个高程监测点，监测点对称布置在桥面腹板和翼缘板位置，这样可以观测箱梁横向变形以及是否发生扭转变形，并且可以相互验证测量成果的可靠性和精度。测点应保证自身的稳定性，方便测量。

2.3 测点桩制作

测点桩采用φ20 mm的钢筋，并与顶板的上下层钢筋点焊牢固并保持竖直，高出埋设混凝土表面10～20 mm。

2.4 测量仪器及精度

利用精密水准仪(DS1)和铟钢精密水准尺，采用水准测量的方法测量主梁高程。

为了能监测到主梁较小的挠度变形，按沉降变形等级三等(国家二等水准测量)的精度要求和观测方法施测，能测量到变形±1 mm的挠度值。以墩顶横隔梁上的水准基点作为起闭点进行水准测量。

2.5 测量的频次和时间

测量监理要求尽量选择温度影响小的日落后、日出前进行观测，特别是在支架加/卸载工况变化后，观测时间应尽量推后，宜在支架受力变化3～4 h后。

在连续梁节段施工时每个节段要求进行3次观测:①安装模板后，绑扎钢筋、浇筑混凝土前。②浇筑混凝土、养生后，张拉预应力前。③张拉预应力后，支架拆除前。第①次、第②次的测量数据之差反映箱梁节段自重产生的挠度;第②次、第③次的测量数据之差反映箱梁节段张拉预应力产生的挠度。通过3个阶段理论值与实测值的对比，作为参数估计、状态预测和调整的重要依据之一。

在连续梁施工完毕后还应在混凝土浇筑完成、张拉压浆全部完成后，支架拆除前，进行全桥高程贯通测量，测量监理应认真复核成桥实测变形值，并与理论计算值进行对比，检查成桥线型效果。